現像ローラ
【課題】現像ローラにおいて、抵抗のバラツキを抑制しつつ、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の抵抗を実現する技術を提供する。また、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラを提供する。
【解決手段】シャフト１と、シャフトの１外周に担持された弾性層２と、弾性層２の外周面に形成された少なくとも１層の塗膜層と、を備える現像ローラである。塗膜層２のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部含有する。
【解決手段】シャフト１と、シャフトの１外周に担持された弾性層２と、弾性層２の外周面に形成された少なくとも１層の塗膜層と、を備える現像ローラである。塗膜層２のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部含有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ローラ（以下、単に「ローラ」とも称する）に関し、詳しくは、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置において用いられる現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、各電子写真プロセスにおいて用いられる導電性部材に対する要求も高まってきている。中でも、現像プロセスに用いられる現像ローラには、所定の電気抵抗値のみならず、現像機構に対応した種々の特性を備えていることが必要とされる。
【０００３】
従来、現像剤（トナー）として非磁性一成分現像剤を用いる場合の現像方法としては、静電潜像を保持した感光ドラム等の像担持体にトナーを供給し、像担持体上の潜像にトナーを付着させて潜像を可視化する現像方法（加圧現像法）が知られている。この方法によれば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易であるとともに、トナーのカラー化が容易となる。加圧現像法は、トナーを担持した現像ローラを静電潜像を保持した像担持体に接触させて、像担持体上の潜像にトナーを付着させることにより現像を行うものであるため、この方法に用いる現像ローラは、導電性を有する弾性体で形成する必要がある。
【０００４】
図２に、加圧現像法を用いた現像装置の一構成例を示す。図示する現像装置においては、現像ローラ１０が、トナーを供給するためのトナー供給ローラ１１と静電潜像を保持した感光ドラム１２との間に、感光ドラム１２に接触した状態で配置され、これら現像ローラ１０、感光ドラム１２およびトナー供給ローラ１１がそれぞれ図中の矢印方向に回転することにより、トナー１３がトナー供給ローラ１１により現像ローラ１０の表面に供給される。供給されたトナーは成層ブレード１４により均一な薄層に整えられ、この状態で現像ローラ１０が感光ドラム１２と接触しながら回転することにより、薄層に形成されたトナーが現像ローラ１０から感光ドラム１２の潜像に付着して、潜像が可視化されるようになっている。なお、図中の符号１５は転写部を示し、ここで紙等の記録媒体にトナー画像が転写される。また、符号１６はクリーニング部を示し、転写後に感光ドラム１２表面に残留するトナーをクリーニングブレード１７により除去している。さらに、符号１８は、感光ドラム１２に当接して感光ドラム１２を帯電させる帯電ローラである。
【０００５】
この場合、現像ローラ１０は、感光ドラム１２に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならないため、通常、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、導電剤を配合することにより導電性を付与した導電性のゴムや高分子エラストマー、高分子フォーム等からなる弾性層を形成した構造を基本構造として、所望の表面粗さや導電性、硬度などを得るために、その外周に一層または複数層の塗膜を設けたものが使用されている。
【０００６】
かかる現像ローラに係る改良技術として、例えば、特許文献１には、導電剤として少なくとも一種のイオン性液体を含有するゴム状弾性体からなる導電性ゴム部材をコア部材の周囲に設けた導電性ロールであって、イオン性液体が所定の群から選択されるカチオンを含む導電性ロールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１９３１９３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ローラの表層を構成するウレタン樹脂やゴムなどの高分子材料にイオン導電剤を添加するのみでは、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍの抵抗領域は実現できない。導電性カーボンや、導電性カーボンとイオン導電剤とのブレンドを用いれば、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍの抵抗領域を実現することは可能であるが、この場合、パーコレーションカーブがきついために、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍの抵抗領域での抵抗制御が難しく、抵抗のバラツキが大きいという問題があった。また、固体のイオン導電剤は、高分子材料中での電離が低く、イオンが動きづらい。そのため、電荷の移動が遅くなって、現像ローラの表面に電荷が蓄積し、ローラ表面から感光ドラム上に必要以上にトナーが移動し過ぎることで、ゴーストやかぶり、階調性の悪化などの画像不具合が発生してしまう場合があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、現像ローラにおいて、抵抗のバラツキを抑制しつつ、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の低抵抗を実現するための技術を提供することにあり、また、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討した結果、シャフトの外周に少なくとも弾性層と塗膜層との２層を備える現像ローラにおいて、塗膜層のうちの少なくとも１層に、イオン性液体を所定量にて配合することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の塗膜層と、を備える現像ローラにおいて、
前記塗膜層のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部含有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、前記イオン性液体を含有する塗膜層が、導電性カーボンを、樹脂成分１００質量部に対し１〜１０質量部含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成としたことにより、現像ローラにおいて、抵抗のバラツキを抑制しつつ４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の抵抗を得ることができ、これにより、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラを実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の現像ローラの一例を示す長手方向断面図である。
【図２】加圧現像法を用いた現像装置の一構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の現像ローラの一例を示す長手方向断面図を示す。図示するように、本発明の現像ローラ１０は、シャフト１と、その外周に担持された弾性層２と、弾性層２の外周面に形成された少なくとも１層、図示例では中層塗膜層３および表層塗膜層４からなる２層の塗膜層と、を備えている。
【００１６】
本発明においては、塗膜層のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部、好適には０．１〜１質量部含有する点が重要である。イオン性液体は、通常の固体のイオン導電剤と比較して電離定数が大きく、易動度が高いので、塗膜層に、固体のイオン導電剤ではなくイオン性液体を配合したことで、表面電位の減衰速度が速く、ローラ表面上における電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生がなく、プリンタの高速化にも対応可能な現像ローラを実現することが可能となった。また、イオン性液体を塗膜層の塗料に配合することで、導電性のパーコレーションカーブを緩和して、抵抗のバラツキを低減しつつ、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の抵抗領域で、所望の低抵抗を実現することができる。本発明において塗膜層にイオン性液体を添加するのは、従来の固体のイオン導電剤では低抵抗化させにくかった、抵抗調整を行うための樹脂抵抗の高い塗膜層にイオン性液体を添加することで、低抵抗化および表面電位減衰の高速化の効果が得られるためである。
【００１７】
イオン性液体の配合量が、０．１質量部よりも少ないと、十分な導電性が付与できず、一方、２．５質量部を超えると、ブリードアウトが懸念される。本発明において用いるイオン性液体としては、例えば、ピリジニウム系、イミダゾリウム系、脂環式アミン系、脂肪族アミン系のカチオンと、（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ２ＳＯ３）−、（ＦＳＯ２）２Ｎ−、ＢＦ４−、ＰＦ６−のアニオンとで構成されるものが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を適宜混合して用いることができる。
【００１８】
本発明の現像ローラにおいては、イオン化液体を上記所定量にて塗膜層のうちの少なくとも１層に配合する点のみが重要であり、これにより本発明の所期の効果を得ることができるものである。それ以外のローラの具体的構成や各層の構成材料については、常法に従い適宜選定することができ、特に制限されるものではない。
【００１９】
シャフト１としては、良好な導電性を有するものであれば特に制限はなく、いずれのものも使用し得るが、例えば、硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルや亜鉛等のめっきを施したものや、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトを用いることができる。
【００２０】
弾性層２は、ローラの用途に応じて、ゴム若しくは樹脂、またはこれらの発泡体（フォーム）で形成することができ、具体的には例えば、ポリウレタンや、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物およびこれらの発泡体が挙げられる。
【００２１】
本発明においては、中でも特に、ポリウレタンフォームを用いることが好ましい。かかるポリウレタンフォームを形成するための原料としては、樹脂中にウレタン結合を含むものであれば、特に制限はない。
【００２２】
ポリオール成分としては、例えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。
【００２３】
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が好ましくは２〜９５質量％、より好ましくは５〜９０質量％であり、末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましい。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの配列は、ランダムであることが好ましい。
【００２４】
なお、かかるポリエーテルポリオールの分子量としては、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３００〜６０００の範囲のものが好ましく、４００〜３０００の範囲のものがより好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、重量平均分子量で９００〜９０００の範囲のものが好ましく、１５００〜６０００の範囲のものがより好ましい。更に、２官能のポリオールと３官能のポリオールとを適宜ブレンドして用いることもできる。
【００２５】
また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得ることができ、重量平均分子量が４００〜４０００の範囲、特には、６５０〜３０００の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。
【００２６】
さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましい。この場合、これらのブレンド比率が、重量比で９５：５〜２０：８０の範囲、特には９０：１０〜５０：５０の範囲となるよう用いることが好適である。
【００２７】
また、上記ポリオール成分とともに、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やこれらの誘導体を併用することもできる。
【００２８】
また、ポリウレタンフォームを構成するイソシアネート成分としては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体が用いられる。これらの中でも芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）またはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはその誘導体が好適に用いられる。
【００２９】
トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物、ポリオール等で変性したウレタン変性物等が用いられる。ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンまたはその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは２．０５〜４．００、より好ましくは２．５０〜３．５０のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド／ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体をブレンドして用いることもできる。
【００３０】
また、イソシアネートをポリオールによりあらかじめプレポリマー化してもよく、その方法としては、ポリオールとイソシアネートを適当な容器に入れ、充分に攪拌し、３０〜９０℃、より好ましくは４０〜７０℃に、６〜２４０時間、より好ましくは２４〜７２時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオールとイソシアネートとの分量の比率は、得られるプレポリマーのイソシアネート含有率が４〜３０質量％となるように調節することが好ましく、より好ましくは６〜１５質量％である。イソシアネートの含有率が４質量％未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供することができなくなるおそれがある。また、イソシアネートの含有率が３０質量％を超えると、プレポリマー化されていないイソシアネートの含有量が増加し、このポリイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応において用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経ないワンショット製法に類似の反応機構により硬化するため、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。イソシアネートをあらかじめポリオールによりプレポリマー化したイソシアネート成分を用いる場合のポリオール成分としては、上記ポリオール成分に加えて、エチレングリコールやブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンやソルビトール等のポリオール類やそれらの誘導体を用いることもできる。
【００３１】
ポリウレタンフォーム原料中には、これらポリオール成分およびイソシアネート成分に加えて、所望に応じ、導電剤や発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤等を添加することができ、これにより所望に応じた弾性層とすることができる。
【００３２】
導電剤としては、イオン導電剤と電子導電剤とがあり、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリルトリメチルアンモニウム）、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。また、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、例えば、弾性層を構成する樹脂成分１００質量部に対し、１〜２０質量部とすることができる。
【００３３】
ポリウレタンフォームの硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
本発明においては、ポリウレタンフォーム配合中にシリコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５０〜１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００〜４０００のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリオール成分とイソシアネート成分との総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部とすることが好ましく、０．５〜５質量部とすることが更に好ましい。
【００３５】
本発明におけるポリウレタンフォーム原料の発泡方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法、水発泡法、発泡剤フロス法等の方法を用いることができるが、特には、不活性ガスを混入しながら機械的攪拌により発泡させるメカニカルフロス法を用いることが好ましい。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化炭素、乾燥空気等のウレタンフォーム原料と反応しない気体が挙げられる。なお、本発明において、かかるポリウレタンフォーム原料からなる弾性層の成形条件については特に制限はなく、通常の条件に従えばよい。
【００３６】
塗膜層は、ローラ物性を調整するために、弾性層２上に、少なくとも１層にて設けることが必要であり、好適には２層以上、より好適には２〜３層にて設けることができる。具体的には例えば、図示するように、弾性層２上に順次、中層塗膜層３と、表層塗膜層４との２層を設けるものとすることができ、塗膜層を３層以上とする場合には、中層塗膜層を２層以上とすればよい。
【００３７】
本発明において、塗膜層は、ウレタン系、アクリル系、アクリルウレタン系、フッ素系等の各種溶剤系塗料により形成することができ、特に、ローラ表面をなす表層塗膜層については、ウレタン、アクリル、シリカ等からなる微粒子を含有させることで、表面粗さを調整することができる。
【００３８】
本発明においては、塗膜層のうちの少なくとも１層に、上記イオン性液体を含有させることが必要であるが、塗膜層には、さらに、導電剤として、前述したイオン導電剤や電子導電剤を適宜含有させることもでき、所望に応じ、加硫剤や加硫促進剤、老化防止剤などを適宜添加することも可能である。好適には、上記イオン性液体を含有させた塗膜層に、さらに、導電性カーボンを、樹脂成分１００質量部に対し１〜１０質量部、好適には１〜５質量部にて含有させる。電離定数が大きく、易動度の高いイオン性液体と、導電性カーボンとをブレンドして用いることで、導電性カーボンの導電パスができる前からイオン液体が高い導電性を有するため、導電性のパーコレーションカーブをより緩やかにすることができる。これにより、固体のイオン導電剤と導電性カーボンとのブレンドの場合に比べて幅広い抵抗制御と、抵抗バラツキの低減とを図ることができる。
【００３９】
塗膜層は、弾性層２上に、ディップ塗布、スプレー塗布、ロールコーター塗布などの公知の手法を用いて、所定の溶剤系塗料を塗工し、乾燥して、所望に応じ加熱硬化させることにより、形成することが可能である。
【００４０】
本発明において、弾性層２の厚みは、特に制限されるものではないが、通常１〜７ｍｍの範囲内とすることができる。また、中層塗膜層の総厚みは、通常、１０〜１００μｍの範囲内とすることができ、表層塗膜層の厚みは、通常、５〜５０μｍの範囲内とすることができる。なお、表層塗膜層の表面粗さとしては、ＪＩＳ算術平均粗さＲａで、通常２μｍ以下、特には０．５〜１．５μｍの範囲内とすることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
エーテル系ポリオール（旭硝子（株）製，ＥＬ４３０）１０質量部と、エステル系ポリオール（クラレ（株）製，Ｆ５１０）１２質量部と、整泡剤（東レダウコーニング（株）製，ＳＦ２９３７Ｆ）３質量部と、触媒（日東化成（株）製，Ｕ−１００）０．０５質量部と、下記表中に示すイオン導電剤とを配合したポリオール成分、および、プレポリマー化ＴＤＩ（旭硝子（株）製，試作品）１００質量部と下記表中に示す導電性カーボンとを配合したイソシアネート成分を混合し、メカニカルフロス法で発泡させて、金属軸がセットされた金型に注入した。その後、この混合物を１０５℃４０分にて加熱硬化させて、金属軸の外周に厚み６ｍｍの弾性層を形成した。
【００４２】
プレポリマー化ＴＤＩ（旭硝子（株）製，試作品）１００質量部と、エーテル系ポリオール（旭硝子（株）製，ＥＬ４３０）１８質量部と、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）２００質量部と、下記表中に示す導電性カーボンおよびイオン導電剤を配合した塗料を調製した。この塗料を、ディッピングにより上記弾性層上に塗装し、１０５℃２００分にて乾燥して、厚み２０μｍの中層塗膜層を形成した。
【００４３】
イソシアヌレート化ＨＤＩ（日本ポリウレタン工業（株）製，ＨＸ）５５質量部と、ポリテトラメチレングリコール（保土谷化学（株）製，ＰＴＧ１０００）１００質量部と、アクリル粒子（東洋紡（株）製，ＦＨ−Ｓ０１０）１５質量部と、シリカ（東ソー・シリカ（株）製，ＳＳ−２０）３質量部と、下記表中に示すイオン導電剤および導電性カーボンと、ＭＥＫ１５０質量部とを配合した塗料を調製した。この塗料を、ディッピングにより上記中層塗膜層上に塗装し、１０５℃１２０分にて乾燥して、厚み１８μｍの表層塗膜層を形成した。
【００４４】
また、各層の形成用塗料を用いて、８０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．２ｍｍのシート状サンプルを作製して、抵抗測定を行い、体積抵抗率に換算した。抵抗のバラツキについては、ローラ３本の抵抗測定を行い、体積抵抗率に換算した値に基づき算出した。表面電位の減衰は、ＱＥＡ社製のＣＲＴ２０００を使用して測定し、初期表面電位から１／ｅの値になるまでの時間を測定して、緩和時間τとした。これらの結果を、下記の表１に併せて示す。また、下記の表２に、本発明に使用可能なイオン性液体の具体例を示す。
【００４５】
【表１】
＊１）イオン性液体（下記表２参照）
＊２）花王（株）製，脂肪族第四級アンモニウムサルフェート
＊３）電気化学工業（株）製，アセチレンブラック
＊４）三菱化学（株）製カーボンブラックＭＡ１００をＭＥＫに分散させたもの（カーボン含有量３０％）。
【００４６】
【表２】
＊５）日本カーリット（株）製
＊６）第一工業製薬（株）製
＊７）広栄化学工業（株）製
【００４７】
上記表中に示すように、イオン性液体を塗膜層に含有させることで、現像ローラにおいて、抵抗のバラツキを抑制しつつ、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の抵抗を実現することができ、これにより、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラが得られることが確かめられた。
【符号の説明】
【００４８】
１ シャフト
２ 弾性層
３ 中層塗膜層
４ 表層塗膜層
１０ 現像ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ローラ（以下、単に「ローラ」とも称する）に関し、詳しくは、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置において用いられる現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、各電子写真プロセスにおいて用いられる導電性部材に対する要求も高まってきている。中でも、現像プロセスに用いられる現像ローラには、所定の電気抵抗値のみならず、現像機構に対応した種々の特性を備えていることが必要とされる。
【０００３】
従来、現像剤（トナー）として非磁性一成分現像剤を用いる場合の現像方法としては、静電潜像を保持した感光ドラム等の像担持体にトナーを供給し、像担持体上の潜像にトナーを付着させて潜像を可視化する現像方法（加圧現像法）が知られている。この方法によれば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易であるとともに、トナーのカラー化が容易となる。加圧現像法は、トナーを担持した現像ローラを静電潜像を保持した像担持体に接触させて、像担持体上の潜像にトナーを付着させることにより現像を行うものであるため、この方法に用いる現像ローラは、導電性を有する弾性体で形成する必要がある。
【０００４】
図２に、加圧現像法を用いた現像装置の一構成例を示す。図示する現像装置においては、現像ローラ１０が、トナーを供給するためのトナー供給ローラ１１と静電潜像を保持した感光ドラム１２との間に、感光ドラム１２に接触した状態で配置され、これら現像ローラ１０、感光ドラム１２およびトナー供給ローラ１１がそれぞれ図中の矢印方向に回転することにより、トナー１３がトナー供給ローラ１１により現像ローラ１０の表面に供給される。供給されたトナーは成層ブレード１４により均一な薄層に整えられ、この状態で現像ローラ１０が感光ドラム１２と接触しながら回転することにより、薄層に形成されたトナーが現像ローラ１０から感光ドラム１２の潜像に付着して、潜像が可視化されるようになっている。なお、図中の符号１５は転写部を示し、ここで紙等の記録媒体にトナー画像が転写される。また、符号１６はクリーニング部を示し、転写後に感光ドラム１２表面に残留するトナーをクリーニングブレード１７により除去している。さらに、符号１８は、感光ドラム１２に当接して感光ドラム１２を帯電させる帯電ローラである。
【０００５】
この場合、現像ローラ１０は、感光ドラム１２に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならないため、通常、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、導電剤を配合することにより導電性を付与した導電性のゴムや高分子エラストマー、高分子フォーム等からなる弾性層を形成した構造を基本構造として、所望の表面粗さや導電性、硬度などを得るために、その外周に一層または複数層の塗膜を設けたものが使用されている。
【０００６】
かかる現像ローラに係る改良技術として、例えば、特許文献１には、導電剤として少なくとも一種のイオン性液体を含有するゴム状弾性体からなる導電性ゴム部材をコア部材の周囲に設けた導電性ロールであって、イオン性液体が所定の群から選択されるカチオンを含む導電性ロールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１９３１９３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ローラの表層を構成するウレタン樹脂やゴムなどの高分子材料にイオン導電剤を添加するのみでは、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍの抵抗領域は実現できない。導電性カーボンや、導電性カーボンとイオン導電剤とのブレンドを用いれば、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍの抵抗領域を実現することは可能であるが、この場合、パーコレーションカーブがきついために、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍの抵抗領域での抵抗制御が難しく、抵抗のバラツキが大きいという問題があった。また、固体のイオン導電剤は、高分子材料中での電離が低く、イオンが動きづらい。そのため、電荷の移動が遅くなって、現像ローラの表面に電荷が蓄積し、ローラ表面から感光ドラム上に必要以上にトナーが移動し過ぎることで、ゴーストやかぶり、階調性の悪化などの画像不具合が発生してしまう場合があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、現像ローラにおいて、抵抗のバラツキを抑制しつつ、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の低抵抗を実現するための技術を提供することにあり、また、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討した結果、シャフトの外周に少なくとも弾性層と塗膜層との２層を備える現像ローラにおいて、塗膜層のうちの少なくとも１層に、イオン性液体を所定量にて配合することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の塗膜層と、を備える現像ローラにおいて、
前記塗膜層のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部含有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、前記イオン性液体を含有する塗膜層が、導電性カーボンを、樹脂成分１００質量部に対し１〜１０質量部含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成としたことにより、現像ローラにおいて、抵抗のバラツキを抑制しつつ４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の抵抗を得ることができ、これにより、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラを実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の現像ローラの一例を示す長手方向断面図である。
【図２】加圧現像法を用いた現像装置の一構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の現像ローラの一例を示す長手方向断面図を示す。図示するように、本発明の現像ローラ１０は、シャフト１と、その外周に担持された弾性層２と、弾性層２の外周面に形成された少なくとも１層、図示例では中層塗膜層３および表層塗膜層４からなる２層の塗膜層と、を備えている。
【００１６】
本発明においては、塗膜層のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部、好適には０．１〜１質量部含有する点が重要である。イオン性液体は、通常の固体のイオン導電剤と比較して電離定数が大きく、易動度が高いので、塗膜層に、固体のイオン導電剤ではなくイオン性液体を配合したことで、表面電位の減衰速度が速く、ローラ表面上における電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生がなく、プリンタの高速化にも対応可能な現像ローラを実現することが可能となった。また、イオン性液体を塗膜層の塗料に配合することで、導電性のパーコレーションカーブを緩和して、抵抗のバラツキを低減しつつ、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の抵抗領域で、所望の低抵抗を実現することができる。本発明において塗膜層にイオン性液体を添加するのは、従来の固体のイオン導電剤では低抵抗化させにくかった、抵抗調整を行うための樹脂抵抗の高い塗膜層にイオン性液体を添加することで、低抵抗化および表面電位減衰の高速化の効果が得られるためである。
【００１７】
イオン性液体の配合量が、０．１質量部よりも少ないと、十分な導電性が付与できず、一方、２．５質量部を超えると、ブリードアウトが懸念される。本発明において用いるイオン性液体としては、例えば、ピリジニウム系、イミダゾリウム系、脂環式アミン系、脂肪族アミン系のカチオンと、（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ２ＳＯ３）−、（ＦＳＯ２）２Ｎ−、ＢＦ４−、ＰＦ６−のアニオンとで構成されるものが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を適宜混合して用いることができる。
【００１８】
本発明の現像ローラにおいては、イオン化液体を上記所定量にて塗膜層のうちの少なくとも１層に配合する点のみが重要であり、これにより本発明の所期の効果を得ることができるものである。それ以外のローラの具体的構成や各層の構成材料については、常法に従い適宜選定することができ、特に制限されるものではない。
【００１９】
シャフト１としては、良好な導電性を有するものであれば特に制限はなく、いずれのものも使用し得るが、例えば、硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルや亜鉛等のめっきを施したものや、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトを用いることができる。
【００２０】
弾性層２は、ローラの用途に応じて、ゴム若しくは樹脂、またはこれらの発泡体（フォーム）で形成することができ、具体的には例えば、ポリウレタンや、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物およびこれらの発泡体が挙げられる。
【００２１】
本発明においては、中でも特に、ポリウレタンフォームを用いることが好ましい。かかるポリウレタンフォームを形成するための原料としては、樹脂中にウレタン結合を含むものであれば、特に制限はない。
【００２２】
ポリオール成分としては、例えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。
【００２３】
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が好ましくは２〜９５質量％、より好ましくは５〜９０質量％であり、末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましい。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの配列は、ランダムであることが好ましい。
【００２４】
なお、かかるポリエーテルポリオールの分子量としては、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３００〜６０００の範囲のものが好ましく、４００〜３０００の範囲のものがより好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、重量平均分子量で９００〜９０００の範囲のものが好ましく、１５００〜６０００の範囲のものがより好ましい。更に、２官能のポリオールと３官能のポリオールとを適宜ブレンドして用いることもできる。
【００２５】
また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得ることができ、重量平均分子量が４００〜４０００の範囲、特には、６５０〜３０００の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。
【００２６】
さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましい。この場合、これらのブレンド比率が、重量比で９５：５〜２０：８０の範囲、特には９０：１０〜５０：５０の範囲となるよう用いることが好適である。
【００２７】
また、上記ポリオール成分とともに、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やこれらの誘導体を併用することもできる。
【００２８】
また、ポリウレタンフォームを構成するイソシアネート成分としては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体が用いられる。これらの中でも芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）またはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはその誘導体が好適に用いられる。
【００２９】
トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物、ポリオール等で変性したウレタン変性物等が用いられる。ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンまたはその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは２．０５〜４．００、より好ましくは２．５０〜３．５０のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド／ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体をブレンドして用いることもできる。
【００３０】
また、イソシアネートをポリオールによりあらかじめプレポリマー化してもよく、その方法としては、ポリオールとイソシアネートを適当な容器に入れ、充分に攪拌し、３０〜９０℃、より好ましくは４０〜７０℃に、６〜２４０時間、より好ましくは２４〜７２時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオールとイソシアネートとの分量の比率は、得られるプレポリマーのイソシアネート含有率が４〜３０質量％となるように調節することが好ましく、より好ましくは６〜１５質量％である。イソシアネートの含有率が４質量％未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供することができなくなるおそれがある。また、イソシアネートの含有率が３０質量％を超えると、プレポリマー化されていないイソシアネートの含有量が増加し、このポリイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応において用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経ないワンショット製法に類似の反応機構により硬化するため、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。イソシアネートをあらかじめポリオールによりプレポリマー化したイソシアネート成分を用いる場合のポリオール成分としては、上記ポリオール成分に加えて、エチレングリコールやブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンやソルビトール等のポリオール類やそれらの誘導体を用いることもできる。
【００３１】
ポリウレタンフォーム原料中には、これらポリオール成分およびイソシアネート成分に加えて、所望に応じ、導電剤や発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤等を添加することができ、これにより所望に応じた弾性層とすることができる。
【００３２】
導電剤としては、イオン導電剤と電子導電剤とがあり、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリルトリメチルアンモニウム）、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。また、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、例えば、弾性層を構成する樹脂成分１００質量部に対し、１〜２０質量部とすることができる。
【００３３】
ポリウレタンフォームの硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
本発明においては、ポリウレタンフォーム配合中にシリコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５０〜１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００〜４０００のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリオール成分とイソシアネート成分との総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部とすることが好ましく、０．５〜５質量部とすることが更に好ましい。
【００３５】
本発明におけるポリウレタンフォーム原料の発泡方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法、水発泡法、発泡剤フロス法等の方法を用いることができるが、特には、不活性ガスを混入しながら機械的攪拌により発泡させるメカニカルフロス法を用いることが好ましい。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化炭素、乾燥空気等のウレタンフォーム原料と反応しない気体が挙げられる。なお、本発明において、かかるポリウレタンフォーム原料からなる弾性層の成形条件については特に制限はなく、通常の条件に従えばよい。
【００３６】
塗膜層は、ローラ物性を調整するために、弾性層２上に、少なくとも１層にて設けることが必要であり、好適には２層以上、より好適には２〜３層にて設けることができる。具体的には例えば、図示するように、弾性層２上に順次、中層塗膜層３と、表層塗膜層４との２層を設けるものとすることができ、塗膜層を３層以上とする場合には、中層塗膜層を２層以上とすればよい。
【００３７】
本発明において、塗膜層は、ウレタン系、アクリル系、アクリルウレタン系、フッ素系等の各種溶剤系塗料により形成することができ、特に、ローラ表面をなす表層塗膜層については、ウレタン、アクリル、シリカ等からなる微粒子を含有させることで、表面粗さを調整することができる。
【００３８】
本発明においては、塗膜層のうちの少なくとも１層に、上記イオン性液体を含有させることが必要であるが、塗膜層には、さらに、導電剤として、前述したイオン導電剤や電子導電剤を適宜含有させることもでき、所望に応じ、加硫剤や加硫促進剤、老化防止剤などを適宜添加することも可能である。好適には、上記イオン性液体を含有させた塗膜層に、さらに、導電性カーボンを、樹脂成分１００質量部に対し１〜１０質量部、好適には１〜５質量部にて含有させる。電離定数が大きく、易動度の高いイオン性液体と、導電性カーボンとをブレンドして用いることで、導電性カーボンの導電パスができる前からイオン液体が高い導電性を有するため、導電性のパーコレーションカーブをより緩やかにすることができる。これにより、固体のイオン導電剤と導電性カーボンとのブレンドの場合に比べて幅広い抵抗制御と、抵抗バラツキの低減とを図ることができる。
【００３９】
塗膜層は、弾性層２上に、ディップ塗布、スプレー塗布、ロールコーター塗布などの公知の手法を用いて、所定の溶剤系塗料を塗工し、乾燥して、所望に応じ加熱硬化させることにより、形成することが可能である。
【００４０】
本発明において、弾性層２の厚みは、特に制限されるものではないが、通常１〜７ｍｍの範囲内とすることができる。また、中層塗膜層の総厚みは、通常、１０〜１００μｍの範囲内とすることができ、表層塗膜層の厚みは、通常、５〜５０μｍの範囲内とすることができる。なお、表層塗膜層の表面粗さとしては、ＪＩＳ算術平均粗さＲａで、通常２μｍ以下、特には０．５〜１．５μｍの範囲内とすることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
エーテル系ポリオール（旭硝子（株）製，ＥＬ４３０）１０質量部と、エステル系ポリオール（クラレ（株）製，Ｆ５１０）１２質量部と、整泡剤（東レダウコーニング（株）製，ＳＦ２９３７Ｆ）３質量部と、触媒（日東化成（株）製，Ｕ−１００）０．０５質量部と、下記表中に示すイオン導電剤とを配合したポリオール成分、および、プレポリマー化ＴＤＩ（旭硝子（株）製，試作品）１００質量部と下記表中に示す導電性カーボンとを配合したイソシアネート成分を混合し、メカニカルフロス法で発泡させて、金属軸がセットされた金型に注入した。その後、この混合物を１０５℃４０分にて加熱硬化させて、金属軸の外周に厚み６ｍｍの弾性層を形成した。
【００４２】
プレポリマー化ＴＤＩ（旭硝子（株）製，試作品）１００質量部と、エーテル系ポリオール（旭硝子（株）製，ＥＬ４３０）１８質量部と、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）２００質量部と、下記表中に示す導電性カーボンおよびイオン導電剤を配合した塗料を調製した。この塗料を、ディッピングにより上記弾性層上に塗装し、１０５℃２００分にて乾燥して、厚み２０μｍの中層塗膜層を形成した。
【００４３】
イソシアヌレート化ＨＤＩ（日本ポリウレタン工業（株）製，ＨＸ）５５質量部と、ポリテトラメチレングリコール（保土谷化学（株）製，ＰＴＧ１０００）１００質量部と、アクリル粒子（東洋紡（株）製，ＦＨ−Ｓ０１０）１５質量部と、シリカ（東ソー・シリカ（株）製，ＳＳ−２０）３質量部と、下記表中に示すイオン導電剤および導電性カーボンと、ＭＥＫ１５０質量部とを配合した塗料を調製した。この塗料を、ディッピングにより上記中層塗膜層上に塗装し、１０５℃１２０分にて乾燥して、厚み１８μｍの表層塗膜層を形成した。
【００４４】
また、各層の形成用塗料を用いて、８０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．２ｍｍのシート状サンプルを作製して、抵抗測定を行い、体積抵抗率に換算した。抵抗のバラツキについては、ローラ３本の抵抗測定を行い、体積抵抗率に換算した値に基づき算出した。表面電位の減衰は、ＱＥＡ社製のＣＲＴ２０００を使用して測定し、初期表面電位から１／ｅの値になるまでの時間を測定して、緩和時間τとした。これらの結果を、下記の表１に併せて示す。また、下記の表２に、本発明に使用可能なイオン性液体の具体例を示す。
【００４５】
【表１】
＊１）イオン性液体（下記表２参照）
＊２）花王（株）製，脂肪族第四級アンモニウムサルフェート
＊３）電気化学工業（株）製，アセチレンブラック
＊４）三菱化学（株）製カーボンブラックＭＡ１００をＭＥＫに分散させたもの（カーボン含有量３０％）。
【００４６】
【表２】
＊５）日本カーリット（株）製
＊６）第一工業製薬（株）製
＊７）広栄化学工業（株）製
【００４７】
上記表中に示すように、イオン性液体を塗膜層に含有させることで、現像ローラにおいて、抵抗のバラツキを抑制しつつ、４〜８ＬｏｇΩ・ｃｍ程度の抵抗を実現することができ、これにより、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラが得られることが確かめられた。
【符号の説明】
【００４８】
１ シャフト
２ 弾性層
３ 中層塗膜層
４ 表層塗膜層
１０ 現像ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の塗膜層と、を備える現像ローラにおいて、
前記塗膜層のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部含有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記イオン性液体を含有する塗膜層が、導電性カーボンを、樹脂成分１００質量部に対し１〜１０質量部含有する請求項１記載の現像ローラ。
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の塗膜層と、を備える現像ローラにおいて、
前記塗膜層のうちの少なくとも１層が、イオン性液体を、樹脂成分１００質量部に対し０．１〜２．５質量部含有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記イオン性液体を含有する塗膜層が、導電性カーボンを、樹脂成分１００質量部に対し１〜１０質量部含有する請求項１記載の現像ローラ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１５７１６（Ｐ２０１３−１５７１６Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９１３７（Ｐ２０１１−１４９１３７）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]